2004 Fiscal Year Annual Research Report
Flameletアプローチに基づく乱流燃焼場のLESモデリング
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15360091
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
大島 伸行 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (10217135)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大島 まり 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (40242127)
佐賀 徹雄 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (30013220)
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| Keywords | 数値流体力学 / 乱流 / 反応流れ / ラージ・エディ・シミュレーション / flameletモデル / 火炎 / スプレー流れ / 燃焼器 |
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| Research Abstract |
本研究では、特にエネルギー環境問題において重要な位置を占める燃焼流れを対象に数値解析モデリングを確立して合理的な設計法としての導入を図る。そこで、乱流変動が支配的と考えられる乱流燃焼場に対して一流れが支配するマクロスケール-流れと化学反応が干渉するメゾスケール-化学素反応が支配するミクロスケール-に分けて扱う数値解析モデルを合理的なアプローチと考え、流れのマクロスケールをラージ・エディ・シミュレーション(LES)により、化学反応との干渉スケールをflameletアプローチに基づき扱う火炎解析モデルに着目する。この解析法をマクロスケールでは実用に即した流れ条件に拡張すること、メゾスケールでは非予混合火炎における不均一な化学反応効果をモデル化すること、ミクロスケールには粒子や火炎内部の現象を定式化することによって、より広範囲な燃焼流れ問題に対応し得る数値予測法を開発する。
今年度は特に、課題A「燃焼流れの特性を予測し得る乱流解析モデル」ではガスタービン燃焼器を対象にしたflameletアプローチに基づく乱流火炎LES解析の実証計算、課題B「流れ変動と干渉する化学反応効果の抽出」では素反応流れ解析結果に基づくflamelet火炎モデルの検証と分散粒子計算を連成した噴霧形成・蒸発・微粒化を考慮した燃焼モデルなどの開発、および、課題C「マルチスケール連成解析における数値計算・可視化の融合技術」では粒子画像処理流速計(PIV)による乱流噴霧流れなど非定常現象の可視化実験計測と乱流数値計算と融合した可視化データポータルの設計構築を行った。
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